希腊式酸羊奶的研制

刘 婕，朱 青，王小然，姜竹茂*

(烟台大学 生命科学学院，山东 烟台 2640050）

羊奶业是我国奶业的重要组成部分，是部分地区经济发展的重要支柱产业[1]。羊奶因其营养丰富、易于吸收等优点被视为乳品中的精品，被称为“奶中之王”，营养组成和功能作用与母乳接近，具有独特的生物活性性质，乳脂肪球和酪蛋白胶粒较小，更易于人体消化吸收，可作为治疗营养不良儿童的最佳牛乳替代品[2-3]。同时，羊奶还有独特的保健作用。我国古代对羊奶保健作用有详细的记载，《本草纲目》记载“羊乳甘温无毒、润心肺、治消渴、疗虚劳、益精气、补肺肾气”，也被医学界称为细胞的保护神、健脑的食品、血管的清道夫等，是天然的保健食品[4]。过去羊奶制品开发主要是羊奶粉、液态羊奶等产品[5]，与其他羊奶制品比较，目前对发酵羊奶的研究相对较少。宋社果等[6]开发了玫瑰芦荟复合酸羊奶饮品，并对其生产工艺进行了优化。陈合等[7]对凝固型酸羊奶的生产工艺进行了优化，魏怡[8]研究了搅拌型酸羊奶的关键加工技术，任江红等[9]研发了果味清新自然、风味独特且具有保健、食疗等多重功效的樱桃活性乳酸菌羊奶饮品，李钰等[10]采用响应面法研发了高钙酸羊奶。近年来，酸性羊奶产品开发的种类不断增加，但其仅局限于市场上常见的大同小异的产品，在产品的品类上仍然需要进行不断地创新。

目前对酸羊奶产品的研究还很少，目前希腊式酸奶是乳制品行业中增长最快的产品[11]。希腊式酸奶又称浓缩酸奶，通过去除酸奶中的一部分乳清或者添加部分乳清蛋白使其更加稠厚，其乳糖含量低，固形物和蛋白质含量高，口感细腻，组织状态好，是介于酸奶与干酪之间的一种酸奶[12-14]。目前我国市面上销售的希腊式酸奶以伊利安慕希、和润等产品为代表。虽然近年来相继推出多种经典风味的希腊式酸奶，但并未出现希腊式酸羊奶系列产品。因此本实验旨在开发一款以添加羊乳清粉的希腊式酸羊奶，主要是以新鲜羊奶为原料，通过单因素试验和正交试验对其生产工艺进行优化，开发口感细腻浓郁，风味独特的希腊式酸羊奶，从而丰富希腊式酸奶的种类，充分利用羊奶资源，为推动羊奶产业的发展具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜羊奶：市售；脱盐羊乳清粉D90：云南省建水县鸿辉种养殖产业有限公司；白砂糖：济南大城小爱食品有限公司；乳酸菌发酵剂：北京川秀科技有限公司。

1.2 仪器与设备

LDZM-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；CRJ-0.03/60高压均质机：廊坊市成瑞机械设备有限公司；EMS-30磁力搅拌水浴锅：常州市人和仪器厂；FA1004电子分析天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；SW-CJ-ID型超净工作台：苏州净化设备有限公司；DNP-9082电热恒温培养箱：上海精宏实验设备有限公司；PHS-3E酸度计：上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 希腊式酸羊奶的生产工艺流程

1.3.2 希腊式酸羊奶的操作要点

（1）均质：将混合调配（新鲜羊奶+羊乳清粉+白砂糖）好的羊奶升温至60℃，在20 MPa条件下进行均质处理。

（2）杀菌：将均质好的羊乳在95℃条件下杀菌5 min。

（3）接种和发酵：将杀菌后的混合羊乳冷却至42℃左右，在无菌条件下接入4%的酸奶发酵剂，摇匀，置于42℃的恒温培养箱中发酵6～7 h至pH值为4.4～4.6。

（4）后熟：发酵后的酸奶经过搅拌破乳后，置于4℃的冰箱后熟12～24 h。

1.3.3 希腊式酸羊奶发酵工艺优化单因素试验

以羊乳清粉添加量、接种量、发酵温度和发酵时间为试验影响因素，以感官评价和酸度为评价指标，考察这4个因素对希腊式酸羊奶品质的影响进行研究。固定接种量4%，发酵温度42℃，发酵时间7 h，分别在羊乳清粉添加量0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%的条件下进行发酵，对羊乳清粉添加量进行优化；固定羊乳清粉添加量1.0%，发酵温度42℃，发酵时间7 h，分别在接种量3%、4%、5%、6%、7%的条件下进行发酵，对接种量进行优化；固定羊乳清粉添加量1.0%，接种量4%，发酵时间7 h，分别在发酵温度36℃、38℃、40℃、42℃、44℃的条件下进行发酵，对发酵温度进行优化；固定羊乳清粉添加量1.0%，接种量4%，发酵温度42℃，分别在发酵时间5 h、6 h、7 h、8 h、9 h、10 h的条件下进行发酵，对发酵时间进行优化。

1.3.4 希腊式酸羊奶发酵工艺优化正交试验

在单因素试验的基础上，以感官评分为评价指标，以羊乳清粉添加量（A）、接种量（B）、发酵温度（C）和发酵时间（D）为影响因素，采用L9（34）正交试验设计对希腊式酸羊奶工艺参数进行优化，确定最佳工艺参数，正交试验因素与水平见表1。

表1 希腊式酸羊奶发酵工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of Greek yoghurt

1.3.5 理化及微生物指标测定方法

理化指标：酸度的测定按GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中的酸度滴定法[15]。蛋白质的测定按GB5009.5—2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法[16]。脂肪的测定按GB 5413.3—2010《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中脂肪的测定》中盖勃氏法[17]。

微生物指标：乳酸菌数、大肠杆菌（Escherichia coli）及致病菌按GB 4789.18—2010《食品微生物学检测乳与乳制品检验》中的方法[18]。

1.3.6 希腊式酸羊奶感官评价标准

随机选用10名具有感官评价经验的人员对产品进行评定，满分100分，对希腊式酸羊奶按表2评定标准进行感官评定[19]。

表2 希腊式酸羊奶感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of Greek goat yogurt

2 结果与分析

2.1 希腊式酸奶发酵工艺优化单因素试验

2.1.1 羊乳清粉添加量对希腊式酸羊奶品质的影响

生产羊奶酸奶时，凝固性较差，凝乳时间较长，乳清易析出，利用羊乳清粉提高羊奶中乳清蛋白含量生产酸奶，可以改善酸奶的风味和质地，减少乳清的析出从而延长保质期[20-21]，羊乳清粉添加量对希腊式酸羊奶品质的影响见图1及图2。由图1和图2可知，当羊乳清粉添加量为1.0%和1.2%时，感官评分均为84分，酸度分别为96°T和97°T，其中羊乳清粉添加量对酸奶的滋味影响最大，当羊乳清粉添加量为1.0%时，对酸奶的香气影响最大，酸奶的乳香味明显，酸甜较适中；当羊乳清粉添加量为1.2%时，酸奶酸甜适中，组织相对浓稠；当羊乳清粉添加量＞1.2%之后，酸奶的口感明显下降，组织过于黏稠，且细腻度比较差。因此，最佳羊乳清粉添加量为1.0%。

图1 羊乳清粉添加量对希腊式酸羊奶品质的影响Fig.1 Effect of whey protein addition on Greek goat yogurt quality

图2 羊乳清粉添加量对希腊式酸羊奶感官评价的影响Fig.2 Effect of whey protein addition on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.1.2 接种量对希腊式酸羊奶品质的影响

酸奶发酵剂是直接影响酸奶最终品质的主要因素之一[22]，酸奶发酵剂的种类会影响酸奶的风味和品质，接种量对希腊式酸羊奶品质的影响见图3及图4。由图3和图4可知，酸奶的感官评分随着接种量的增加先升高后下降，酸度呈直线上升。同样接种量对酸奶的香气影响最大，当接种量为6%时，酸奶感官评分最高，为84分，此时酸奶的香气和滋味最好，酸甜适中，风味柔和，组织状态细腻绵柔，酸奶黏度高；当接种量＞6%之后，酸奶的组织状态和香气评分下降，此时酸奶稍有乳清析出且有气泡出现，且酸度过高导致过酸。因此，最佳接种量为6%。

图3 接种量对希腊式酸羊奶品质的影响Fig.3 Effect of inoculum on Greek goat yogurt quality

图4 接种量对希腊式酸羊奶的感官评价的影响Fig.4 Effect of inoculum on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.1.3 发酵温度对希腊式酸羊奶品质的影响

发酵温度的控制对酸奶品质至关重要，嗜热链球菌的最适生长温度为37～42℃，保加利亚乳杆菌的最适生长温度为42～45℃，因此酸奶的发酵温度应该在42℃左右[23]，发酵温度对希腊式酸羊奶品质的影响见图5及图6。

图5 发酵温度对希腊式酸羊奶品质的影响Fig.5 Effect of fermentation temperature on Greek goat yogurt quality

图6 发酵温度对希腊式酸羊奶的感官评价的影响Fig.6 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation of Greek goat yogurt

由图5和图6可知，酸奶的感官评分随着发酵温度升高先增加后下降，发酵温度对酸奶的香气影响最大。当发酵温度为42℃时，酸奶的感官评分最高，为86分，酸度达到95°T，酸奶的香气和滋味最好，此时酸奶组织状态最佳，酸甜适中，发酵温度对酸奶的色泽影响不大；当发酵温度＞42℃之后，酸奶的酸度达到103°T，酸奶滋味和香气下降，感官评分也随之下降。因此，最佳发酵温度为42℃。

2.1.4 发酵时间对希腊式酸羊奶品质的影响

在发酵过程中，酸奶中会产生风味物质和芳香活性物质[24]，因此在酸奶的发酵过程中需要控制发酵时间，发酵温度对希腊式酸羊奶品质的影响见图7及图8。由图7和图8可知，随着发酵时间的延长，酸奶的感官评分先升高后下降，发酵温度对酸奶的滋味影响最大，其次是酸奶香气。当发酵时间为4～8 h时，酸奶未能全部凝固，产生的风味物质不够，酸度和香气不足；当发酵时间为8 h时，感官评分最高，为83分，酸度为99°T；当发酵时间＞8 h之后，乳酸菌大量繁殖，酸度升高，使口感过酸，乳清析出较多，影响口感，破坏组织状态[25]。因此，最佳发酵时间是8 h。

图7 发酵时间对希腊式酸羊奶品质的影响Fig.7 Effect of fermentation time on Greek goat yogurt quality

图8 发酵时间对希腊式酸羊奶感官质量的影响Fig.8 Effect of fermentation time on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.2 希腊式酸羊奶发酵工艺优化正交试验

在单因素试验的基础上，以感官评分及酸度为评价指标，以羊乳清粉添加量（A）、接种量（B）、发酵温度（C）和发酵时间（D）为评价因素，进行4因素3水平正交试验优化希腊式酸羊奶工艺参数，正交试验结果与分析见表3，方差分析见表4。

表3 发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization

由表3分析可知，以感官评价为评价指标，影响希腊式酸羊奶的品质的主次顺序为B＞D＞C＞A；以酸度为评价指标，影响酸羊奶品质的主次顺序为B＞A＞D＞C，其中接种量对酸奶的感官品质和酸度影响最大，因此在工业生产中应控制好接种量。

由表3可知，以感官评价为评价指标时，希腊式酸羊奶最佳工艺参数组合为A1B1C2D2，即羊乳清粉添加1.0%，接种量为4%，发酵温度为42℃，发酵时间8 h；以酸度为评价指标时，希腊式酸羊奶最佳工艺参数组合为A1B2C2D2，即羊乳清粉添加1.0%，接种量为5%，发酵温度为42℃，发酵时间8h。由于接种量越大，酸度也会越大，同时感官评价是描述和判断食品的特征品质和质量要求最直观的指标[26]，因此酸度优化出来的组合不如感官评价优化出的结果，因此选择最佳工艺参数组合为A1B1C2D2。

表4 以感官评分为评价指标正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal tests results using sensory score as evaluation index

由表4分析可知，所有影响因素对希腊式酸羊奶品质的影响不显著（P＞0.05）。

2.3 希腊式酸奶验证试验

为了验证最终优化试验结果的准确性，对最佳工艺参数组合A1B1C2D2进行3次平行试验。得到希腊式酸羊奶的最终感官评分为87分，整体状态很好，质地均匀，细腻浓稠，酸甜适中，带有极少的羊膻味，有明显的发酵乳香味。对最终的产品进行理化指标测定，希腊式酸羊奶的酸度为97°T，蛋白质含量3.2 g/100 g，脂肪含量2.9 g/100 g，乳酸菌数＞1×106CFU/mL，大肠杆菌＜5 MPN/100 mL，致病菌未检出，各项指标均符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》要求[27]。

3 结论

通过试验确定了希腊式酸羊奶的最佳工艺参数，即羊乳清粉添加量为1.0%，接种量为5%，在42℃条件下，发酵8 h。此最佳工艺下发酵的希腊式酸羊奶组织状态好，质地均匀，口感细腻，酸甜可口，发酵乳香味明显，羊膻味不明显，其理化及微生物指标均符合相关国家标准。其中接种量对其品质的影响最大，因此在生产中需要特别注意控制接种量和发酵时间，本研究为工业化生产提供了前期探索。